应力校核讲解

1、卧式容器计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算条件简图设计压力 P2.2MPa设计温度t50CTT筒体材料名称Q345R二:L封头材料名称Q345R封头型式椭圆形If寸筒体内直径Di2000mm筒体长度L5800mm筒体名义厚度816mmn支座垫板名义厚度810mm筒体厚度附加量C2.3mm腐蚀裕量C12mm筒体焊接接头系数1封头名义厚度8h16mm封头厚度附加量C2.3mm鞍座材料名称Q235A鞍座宽度b220mm鞍座包角e120支座形心至封头切线距离 A510mm鞍座高度H250mm地震烈度八(0.2g)度内压圆筒校核计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 15

2、0.3-2011计算条件筒体简图计算压力p2.20MPa|T|A 是c设计温度t50.00o C内径D2000.00mmi材料Q345R（板材）试验温度许用应力Q189.00MPa设计温度许用应力bt189.00MPa试验温度下屈服点b345.00MPas钢板负偏差C0.30mm1腐蚀裕量C2.00mm2焊接接头系数。1.00厚度及重量计算计算厚度5 = 2b t Pc = 11.71mm有效厚度8 =5 - C- C= 13.70mm名义厚度en128 = 16.00mm重量4613.67Kg压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值PT= 1.25p 料 =2.7500（或由用户输入

3、）MPa压力试验允许通过 的应力水平bTbT 0.90 也=310.50MPa试验压力下圆筒的应力气=.(? +8 e)= 202.10 eMPa校核条件bTRa/2侪120系数K =0.106611 1K =0.192348 2K =1.17069 3K4=K =0.760258 5K =0.0136848K6=0.0112488K = 7K = pK=.203522土C = s筒体轴向应力计算及校核轴 向 弯 矩操作工况M =旦14_1 + 2J2 h2）L2 _4A1 + 坞L3L=6.52522e+07N-mm圆筒中间横截面水压试验工况uF LM =T141 + 2 2 h2）/ L

4、4 A1 ;地L_3L=1-10132e+08N-mm操作工况M = F A21 A + 1 - L JAL,4h1 + r3L=-2.88424e+06N-mm鞍座平面水压试验工况M = F AT 21 A + 1 -A-1 +华_3L=-4.868e+06N-mm轴 向 应 力操作工况内压加压圆筒中间横截面最低点处J =a + i = 82.4272225兀R 2 5MPa鞍座平面最高点处J = PcRr M 2= 81.5533325K nR25MPa内压未加压圆筒中间横截面最高点处MJ =nRIF = -1.49288MPa鞍座平面最低点处MJ 4 = K nR225 = -0.343

5、062MPa水压试验工况未加压圆筒中间横截面最高点处MJ Ti = -nRjf = -2.51966MPa鞍座平面最低点处aeJ =t 2 = -0.579018t 4 K nR 25MPa加压圆筒中间横截面最低点处J =、a + 汲=103.688T225nR 25MPa鞍座平面最高点处J =、a T2 = 102.213T325K nR 25MPa应力校核许用压缩应力外压应力系数BA = 0.0945 /R = 0.00126752按GB150.3规定求取B = 141.39 MPa，B0=151.268 MPa。操作工况J=minjb,B = 141.39MPa水压试验工况J J = m

6、in0.9R, (R 02),Bo = 151.268MPa操作工况内压加压maxB,%,%，气=82.4272 心=189合格内压 未加压I min J,%,%，气 1=1.49288 In = 141.39合格水压试验工况加压max y ,j ,j ,j =103.688 .R(R 八)=310.5合格T1 T 2 T 3 T 4eL p 0.2未加压Imin J ,y ,y ,y I =2.51966 与时） 2K F ( L 2 A )t = 3= 8.07371R8 L + 4h/3)MPa圆筒被封头加强,R ,、（A时）Z-!K F T = 3=R 5a eMPa封头应力圆筒被封头

7、加强,R ,、（A a 时）t = # = h R 5a heMPa圆筒切向剪应力1=8.07371 9 + 12取 k=0.1无垫板或垫板不起加横截面最低点处kK F5be 2MPa强作用时鞍座边角处当L/Ra8时4 5 b2MPa无 加 强 圈 圆 筒横截面最低点处当L/Ra8时12 K FRMPakK F、=-1.04839，e +5re 力MPa当L/Ra8时垫板起加强作用时鞍座边角处当L/Ra8时re 2鞍座垫板边缘处当L/Ra8时45 e b2当L/Ra8时b645 be、.加强圈材料:3 K F2胳2+5 2 )=reL6m |5 2 +5 2 )=-17.323e re40 +

8、5)b3 KFe-F 修皿-21.6418L8 2MPaMPaMPaMPammmm有 加 强 圈 圆 筒加强圈参数加强圈数量，n组合总截面积，组合截面总惯性矩，I0 =设计温度下许用应力b ;-mm2mm4MPa加强圈位于鞍座平面内鞍座边角处圆筒周向应力C K FR e K F7加强圈边缘周向应力1 m 8LC K R dF K F8 10A0MPaMPa有 加 强 圈 圆 筒加强圈靠近鞍座平面无垫板或垫板不起加强作用 时横截面最低点处_ kK _ b 5 = 5b =e 2MPa鞍座边角处当L /Ra8时_ F3 K 6 F _气 45 b252MPa当L/R 8时 aF 12 K FR 气

9、=4 5 bL 5： m =MPa垫板起加强作用时横截面最低点处b kK F一MPa5 =飞 +5 =鞍座边角处当L/R 3 8时 aK =64 0 +5)b2 0 2 +5 2)MPa当L/R 8时 ac/ F、12 K FR、气=-4(5 +5 )b L(526+ 5m)=MPa靠近水平 中心线圆筒周向应力_ C K FR e K F _7 = 4 I 顶 00MPa加强圈边缘 周向应力_ C K R dF KF _ b8 = 5 10m- A0 =MPa应力校核b5 =1.04839 bt= 189合格b 6 =17.323 1.25bt= 236.25合格b 6 =21.6418 1.

10、25bt= 236.25合格b 7 = 1.25bt =b J = 1.25btR =鞍座设计计算结构参数鞍座计算高度. ， 1 、H = min,3 Ra =250mm鞍座垫板有效宽度 = b2 =418.114mm腹板水平拉应力计算及校核腹板水平力=K 9 F = 26285.5N水平拉应力无垫板或垫板不起加强作用F b = S =9H S b0MPa垫板起加强作用Fb =, s= 4.28279 H b + b 5MPa应力校核b 9 =4.2827 3 显/ 106.667合格鞍座压缩应力计算及校核地震引起的腹板与筋板组合截面应力水平地震影响系数查表9得，a=0.16水平地震力=a,

11、mg = 24487N当 F mgf 时，b = evfsfvv =EsaAZA L 2A)MPa温差引起的腹板与筋板组合截面应力F， F fH 丁 厂 一 z 二一24.5432sarMPa应力校核-b =12.4234 1.2b = 192合格bt 1=24.5432 mg时，供一七，a btMPa应力校核拉应力bbt=-5.34999 1.2bbt = 0合格剪应力Tb+=0.8Kb b+ =非圆形开孔长直径462.4mm开孔长径与短径之比1壳体计算厚度011.708mm接管计算厚度02.7882mm补强圈强度削弱系数f1t接管材料强度削弱系数f0.9577rr开孔补强计算直径d462.

12、4mmr补强区有效宽度B924.8mm接管有效外伸长度h 174.49mm接管有效内伸长度h20mm开孔削弱所需的补强面积A5414mm2壳体多余金属面积A 1921mm2接管多余金属面积A858mm2补强区内的焊缝面积A48mm2A+A+A= 1827mm2，小于A,需另加补强。-L3补强圈面积A 44396mm2A-(A+A2+A3)3587mm2开孑L补结论：合格开孔补强计算计算单位接管：N1,。480 x12计算压力p2.2MPac设计温度50C壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型Q345R 板材壳体开孔处焊接接头系数91壳体内直径D2000mm壳体开孔处名义厚度016mmn壳体厚度负偏

13、差C10.3mm壳体腐蚀裕量C22mm壳体材料许用应力o t189MPa接管轴线与筒体表面法线的夹角()0凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹 角( )设 计 条 件中航一集团航空动力控制系统研究所计算方法：GB150.3-2011等面积补强法，单孔 简图接管实际外伸长度250mm接管连接型式安放式接管接管实际内伸长度0mm接管材料名称及类型16Mn管材接管焊接接头系数1接管腐蚀裕量2mm补强圈材料名称Q345R凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离mm补强圈外径760mm补强圈厚度16mm接管厚度负偏差C 1t1.2mm补强圈厚度负偏差C0.3mm接管材料许用应力o t181MPa补强圈许用应力bt

14、189MPa强计算非圆形开孔长直径97.6mm开孔长径与短径之比1壳体计算厚度011.708mm接管计算厚度00.5625mm补强圈强度削弱系数f1t接管材料强度削弱系数f0.9577rr开孔补强计算直径d97.6mmr补强区有效宽度B195.2mm接管有效外伸长度h 127.943mm接管有效内伸长度h20mm开孔削弱所需的补强面积A1143mm2壳体多余金属面积A 1194mm2接管多余金属面积A248mm2补强区内的焊缝面积A32mm2A+A+A = 475mm2，小于A,需另加补强。-L3补强圈面积A 41369mm2A-(A+A2+A3)668mm2开孑L补结论：合格开孔补强计算计算单位接管：N2, 108x8计算压力p2.2MPac设计温度50C壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型Q345R 板材壳体开孔处焊接接头系数91壳体内直径D2000mm壳体开孔处名义厚度016mmn壳体厚度负偏差C10.3mm壳体腐蚀裕量C22mm壳体材料许用应力o t189MPa接管轴线与筒体表面法线的夹角()0凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹 角( )设 计 条